开普勒行星的密度与偏心率

我们分析开普勒任务获得的22个亚木星行星对（17个已发表，5个新）的凌星时间变化，这些行星对接近平均运动共振。我们发现大多数这些行星对的TTV相位接近零，与RMS值非常低（e~0.01）的偏心率分布一致；但大约四分之一的行星对具有更高的偏心率，高达0.1-0.4。对于低偏心率对，我们能够统计地消除偏心率的影响，从TTV数据中获得行星质量。这些质量与通过径向速度测量的质量一起，给出了最佳拟合的质量-半径关系M~3 M_E (R/R_E)。这对应于恒定的表面逃逸速度20km/s。我们将行星分为两个不同的组：“中等大小”（大于3 R_E）和“致密”（较小）。所有中等大小的行星被发现密度低于水，因此包含大量的H/He包层，可能与其核心质量相当。我们认为这些行星已被光蒸发显著塑造。令人惊讶的是，中等大小的行星仅围绕质量大于0.8 M_sun的恒星发现。另一方面，致密行星通常密度高于水。结合我们的密度测量与径向速度研究，我们发现较热的致密行星往往密度更大，最热的达到岩石密度。此外，较热的行星往往尺寸更小。这些结果可以解释为：如果致密行星由岩石核心覆盖少量氢（质量<1%）组成，水对其质量或尺寸贡献很小。光蒸发在最热行星的情况下暴露了裸露的岩石核心。我们得出的这些行星可能不是水世界的结论与一些先前研究形成对比。